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1、变压器的节能潜力及技术经济评价方法Who What Why张凌宇国际铜业协会（中国）电能效益项目1变压器在节能领域的重要作用变压器在节能领域的重要作用电力的输配领域电力的输配领域 2007年全国线损年全国线损6.97%；变压器损耗占变压器损耗占1/31/4的总损耗的总损耗（680亿千瓦时）亿千瓦时） 变压器损耗易于评估变压器损耗易于评估和控制、回收价值高、和控制、回收价值高、运行成本高运行成本高变压器的节能潜力及技术经济评价方法2变压器节能所涵盖的基本概念通过优化变压器的设备通过优化变压器的设备和运行参数，降低电力和运行参数，降低电力传输、分配中的电力损传输、分配中的电力损耗，从而提高能源的使
2、耗，从而提高能源的使用效率，降低一次能源用效率，降低一次能源的消耗，缓解相对紧缺的消耗，缓解相对紧缺的能源储备对经济快速的能源储备对经济快速发展带来的制约。发展带来的制约。变压器的节能潜力及技术经济评价方法3变压器节能所涵盖的三个评价方法变压器的能效标准变压器的能效标准GB20052-2006变压器的全寿命周期分析方法变压器的全寿命周期分析方法DL/T985-2005 (TOC)变压器的经济运行变压器的经济运行GB/T 134622008变压器的节能潜力及技术经济评价方法4内 容 提 要第一部分：第一部分：变压器节能的现状与发展变压器节能的现状与发展节能变压器的选择和标准节能变压器的选择和标准
3、国内推广节能变压器的措施国内推广节能变压器的措施第二部分：第二部分：评价变压器能效技术经济的辅助工具评价变压器能效技术经济的辅助工具变压器的节能潜力及技术经济评价方法5第第 一一 部部 分分变压器节能的现状与发展变压器节能的现状与发展节能变压器的选择和标准节能变压器的选择和标准国内推广节能变压器的措施国内推广节能变压器的措施6一、变压器节能的发展与现状1.节能变压器的技术发展节能变压器的技术发展64 标准：标准：19641964年颁布。相应产品有年颁布。相应产品有 SJSJ，SJ1SJ1SJ4SJ4，SJL1 SJL1 型等。型等。73 标准：标准：1973 1973 年颁布。相应产品有年颁布
4、。相应产品有 S S，S1S1，S2S2，S5S5，SL, SL1, SL3 SL, SL1, SL3 型等。型等。86 标准：标准：80 80 年代初期执行。相应产品年代初期执行。相应产品有有 SL7SL7，S7S7，S8 S8 型等。型等。95和和99标准：标准：GB/T6451GB/T6451的损耗规定等。的损耗规定等。现期标准：现期标准：S9S9，S10S10，S11S11型等。型等。7以以315 kVA315 kVA变压器为例变压器为例 空载损耗空载损耗 kW 负载损耗负载损耗 kW 1.0 2.0 2.0 4.0 6.0 64 标准 73 标准 S9 S11 S10 S7 AMT8
5、2.节能变压器的市场需求变化节能变压器的市场需求变化:油浸式（万油浸式（万KVA）92.节能变压器的市场需求变化：干式节能变压器的市场需求变化：干式（万KVA）10 空载损耗比较空载损耗比较800 kVA /10 kV为例为例6464和和7373空载损耗比空载损耗比 S11S11高高 58% - 318%kW3.变压器节能的潜力变压器节能的潜力11 负载损耗比较负载损耗比较800 kVA /10 kV为例为例6464和和7373负载损耗比负载损耗比 S11S11高高 32% - 60%kW12二、节能变压器的选择和标准1.节能变压器的定义和评定方法节能变压器的定义和评定方法国家标准的定义：国家
6、标准的定义： 2006年年1月月9日发布的日发布的三相配电变压三相配电变压器能效限定值及节能评价值器能效限定值及节能评价值（ GB20052-2006） 13中国能效标准的主要内容中国能效标准的主要内容产品能效限定值产品能效限定值强制性指标强制性指标用于实施高耗能产品的淘汰制度用于实施高耗能产品的淘汰制度 现行能效限定值现行能效限定值 标准发布半年后开始实施标准发布半年后开始实施 目标能效限定值目标能效限定值 标准发布标准发布4年后开始实施年后开始实施产品节能评价值产品节能评价值推荐性指标推荐性指标 用于实施节能产品认证制度用于实施节能产品认证制度14油浸式油浸式S9与与S11的损耗比较的损耗
7、比较容量空载损耗(kW)负载损耗(kW)SeS7S9S11S11S7S11S9S7S9S11S11S7S11S9500.190.170.1332%24%1.1500.8700.87024%0%1000.320.290.2038%31%2.0001.5001.50025%0%1600.460.400.2741%33%2.8502.2002.20023%0%2500.640.560.4038%29%4.0003.0503.05024%0%4000.920.800.5738%29%5.8004.3004.30026%0%6301.31.200.8138%33%8.1006.2006.20023%0%
8、10001.81.701.1536%32%11.60010.3010.3011%0%16002.652.401.6438%32%16.50014.5014.5012%0%平均37%30%21%0%15相关问题相关问题某类产品在全国使用同一个型号的现象将越来越某类产品在全国使用同一个型号的现象将越来越少；国家节能政策的实施将不依据产品的型号进少；国家节能政策的实施将不依据产品的型号进行判断，而是以能效标准为依据行判断，而是以能效标准为依据 。 我国能效标准都是对产品本身的能源利用特性进我国能效标准都是对产品本身的能源利用特性进行规定，以此设定产品进入市场的门槛或获得节行规定，以此设定产品进入市场
9、的门槛或获得节能认证指标。而产品是否在更为经济条件下运行能认证指标。而产品是否在更为经济条件下运行则是产品经济运行标准所规定的内容。则是产品经济运行标准所规定的内容。163.国内与国际变压器能效标准的比较国内与国际变压器能效标准的比较 空载损耗与负载损耗定义方法空载损耗与负载损耗定义方法效率定义方法效率定义方法总损耗定义方法总损耗定义方法1700-8-2418Eco-design定义：产品的环境生态设计定义：产品的环境生态设计 Eco Design： “clean production” 19Eco-design 简介变变压压器器的的节节能能设设计计中中不不仅仅要要考考虑虑对对一一次次能能源源
10、的的消消耗耗，也也要要考考虑材料生产与循环再利用中对环境的影响虑材料生产与循环再利用中对环境的影响曾曾推推出出耗耗能能产产品品环环保保设设计计指指令令（简简称称EuPEuP指指令令）的的欧欧洲洲议议会会和和欧欧洲洲理理事事会会于于20052005年年7 7月月在在2005/32/EC2005/32/EC指指令令中中发发布布了了Eco-Eco-designdesign生生态态设设计计框框架架指指令令。根根据据该该指指令令的的出出台台背背景景，任任何何在在欧欧洲洲市市场场销销售售耗耗能能产产品品（EuPEuP）的的企企业业都都必必须须报报告告其其生生产产产产品的能源消耗数据。品的能源消耗数据。产产
11、品品生生产产、使使用用和和寿寿命命终终结结（EoL)EoL)过过程程中中对对环环境境造造成成的的影影响响。它可以作为根据它可以作为根据EuPEuP指令要求所写的生态设计报告使用。指令要求所写的生态设计报告使用。20 如何评估效率与成本的关系？如何评估效率与成本的关系？ 变压器的效率和价格多样化变压器的效率和价格多样化 不同厂家的产品损耗和价格有差异不同厂家的产品损耗和价格有差异 何时更新老旧变压器何时更新老旧变压器 如何权衡损耗与价格如何权衡损耗与价格? ? 老旧变压器的替换是否经济老旧变压器的替换是否经济? ?22总拥有费用法（总拥有费用法（NEMA-Total Owning NEMA-To
12、tal Owning CostCost）电力行业标准电力行业标准DL/T 985-2005DL/T 985-2005配电变压器配电变压器能效技术经济评价导则能效技术经济评价导则（由（由TOCTOC转化）转化）23总拥有费用法总拥有费用法（Total Owning Cost） 19811981年在美国成为工业标准年在美国成为工业标准总拥有费用法是变压器在使用寿命期间总的经总拥有费用法是变压器在使用寿命期间总的经济代价的评价济代价的评价用总拥有费用最低的方法评价和选择变压器用总拥有费用最低的方法评价和选择变压器 意意味着能使购买者取得最佳的经济效益味着能使购买者取得最佳的经济效益24 配电变压器的
13、效益评价配电变压器的效益评价总拥有费用总拥有费用（Total Owning Cost)TOC = = 变压器初始购置费用变压器初始购置费用 空载损耗费用空载损耗费用 负载损耗费用负载损耗费用空载损耗费用空载损耗费用A($/W) A($/W) 空载损耗空载损耗(W)(W)负载损耗费用负载损耗费用B($/W) B($/W) 负载损耗负载损耗(W)(W)25 空载损耗和负载损耗空载损耗和负载损耗空载损耗空载损耗 NLP0KQ0负载损耗负载损耗 LL PfKQf 其中其中 P0， Pf 为额定空载、负载有功损耗为额定空载、负载有功损耗 Q0、Qf 为额定空载、负载漏磁功率为额定空载、负载漏磁功率 K
14、为无功经济当量，一般为无功经济当量，一般K0.1 kW/kvar Q0 =I0%Se，Qf =Ud% Se I0% 变压器空载电流变压器空载电流 Ud% 变压器阻抗电压变压器阻抗电压 Se 变压器额定容量变压器额定容量26TOC 法系数法系数 A、B的确定（的确定（1 1）TOC CANLBLL 确定确定A、B 系数的经济因素系数的经济因素 电电 价：价： 基本电价和电度电价基本电价和电度电价 金金 融：融： 利率和通货膨胀率利率和通货膨胀率 确定确定A、B 系数的工程因素系数的工程因素 年运行小时年运行小时 年最大负载损耗小时年最大负载损耗小时 负载率等负载率等27TOC法系数法系数A、B
15、的确定（的确定（2 2）A Ak kPW PW (E (EJLJL1212E EL LhhPYPY) )，元，元/kW/kWB Bk kPWPW(E(EJLJL1212E EL L) p) p2 2， 元元/kW/kW式中：式中：k kPWPW1-(1+a)/(1+i)1-(1+a)/(1+i)n n/(i-a), /(i-a), 现值系数；现值系数； E EJLJL基本电费；基本电费； E EL L 电度电费；电度电费； 年最大负载损耗小时数（由最大负载利用小时年最大负载损耗小时数（由最大负载利用小时T Tmaxmax和功率因数和功率因数 coscos确定）确定） h hPYPY 年运行小时
16、数年运行小时数; ; p p 负载率负载率 计算负载计算负载/ / 额定容量额定容量28TOC法系数法系数A、B 的确定（的确定（3 3）现值系数现值系数 k kPWPW1-(1+a)/(1+i)1-(1+a)/(1+i)n n/(i-a)/(i-a) n n 变压器使用年限；变压器使用年限； i i 年利率；年利率； a a 年通货膨胀率；年通货膨胀率；现值系数反映了资金的时间价值现值系数反映了资金的时间价值, ,即把每年发生的即把每年发生的损耗费用折算至初年。损耗费用折算至初年。29 不同行业不同行业 A、B系数系数 计算条件计算条件:E:EJLJL=18=18元元/ /月月.kW, E.
17、kW, EL L=0.5=0.5元元/kWh, n=20/kWh, n=20年年, i=7%, a=0, cos=0.9, i=7%, a=0, cos=0.9 30购买变压器时，按购买变压器时，按TOCTOC最小选择变压器最小选择变压器选择变压器容量时，按选择变压器容量时，按TOCTOC最小选择变压器最小选择变压器确定替换老旧变压器的回收年确定替换老旧变压器的回收年 TOC 法的应用法的应用31举例：比较 800kVA S11 与S9 变压器的经济效益S9：铁损1.4kW, 铜损7.5kW，价格90,700元；S11：铁损0.98kW, 铜损7.5kW，价格99,700元；某有色冶炼厂：A4
18、8,672, B17,668 （p0.75）应用应用TOC法计算变压器经济效益（法计算变压器经济效益（1 1）32TOCS9 = 90700+(2.0448672)+(11.0917668) = 385929 元TOCS11 = 99700+(1.6248672)+(11.0917668) = 374487 元应用应用TOC法计算变压器经济效益（法计算变压器经济效益（1 1）33应用：按照已经确定的计算负载选择变压应用：按照已经确定的计算负载选择变压器的额定容量器的额定容量TOCTOC法：初建费用和运行费用的平衡法：初建费用和运行费用的平衡应用应用TOCTOC法选择变压器的负载率（法选择变压器
19、的负载率（2 2）34举例：某钢铁厂，三班生产，计算负载为举例：某钢铁厂，三班生产，计算负载为800KVA800KVA，拟选定，拟选定S9S9变压器一台，试按照变压器一台，试按照TOCTOC法确定变压器法确定变压器容量及负载率。容量及负载率。 按照按照S9S9变压器，分别选变压器，分别选10001000，12501250，1600KVA1600KVA三种三种容量比较，其负载率分别为容量比较，其负载率分别为0.80.8，0.640.64，0.50.5应用应用TOCTOC法选择变压器的负载率（法选择变压器的负载率（2 2）35计算：1）1000KVANL1000=P0+k(I0%.Se/100)=
20、1.7+0.1x0.7x1000/100 =2.4KWLL1000=Pf+k(Ud%.Se/100)=10.3+0.1x4.5x1000/100 =14.8KW2)同理：NL1200=2.7KW; LL1250=17.625KW3)同理：NL1600=3.36KW; LL1600=21.7KW应用应用TOCTOC法选择变压器的负载率（法选择变压器的负载率（2 2）36计算A、B系数： 设定n=20年，i=0.07,a=0,Kpw=10.59 A=Kpw.(EJL.12+EL.hpy)=48672元/KW 冶炼行业=5100 B1000=Kpw.(EJL.12+EL.Y) .P2=18747元/
21、KW同理： B1250=11998元/KW B1600=7323元/KW应用应用TOCTOC法选择变压器的负载率（法选择变压器的负载率（2 2）37综合评定：选用变压器容量（KVA）负载率P变压器初始费用C（元）A.NL(元)B.LL(元)TOC值（元）10000.87390048672x2.418747x14.846816812500.648484048672x2.711998x17.62542771942771916000.510850048672x3.367323x21.7430947应用应用TOCTOC法选择变压器的负载率（法选择变压器的负载率（2 2）38应用应用TOC法计算变压器经
22、济效益（法计算变压器经济效益（3）举例：用举例：用S S11(80011(800kVAkVA) )更换更换SJSJ（6464）(750(750kVAkVA) )变压器变压器的的 经济效益经济效益S11：铁损1.6kW, 铜损11.1kW，设价格75,000元SJ：铁损8.9kW, 铜损15.2 kW，价格0 0元 A48,672, B17,668 (p0.75， K0.1 kW/kvar)39 回收年限计算（未计及资金时间价值）： (75000-0 0) / 48672*(8.9-1.6)+17668*(15.2-11.1)/10.59 1.861.86（ 年）应用应用TOC法计算变压器经济效
23、益（法计算变压器经济效益（3）40TOC 小小 结结变压器节电潜力值得关注变压器节电潜力值得关注替换老旧变压器节能效果显著替换老旧变压器节能效果显著评价变压器的经济性优劣，应基于全寿命成评价变压器的经济性优劣，应基于全寿命成本（本（TOC），即兼顾初投资及损耗费用），即兼顾初投资及损耗费用41总拥有费用法（总拥有费用法（NEMA-Total Owning NEMA-Total Owning CostCost）电力行业标准电力行业标准DL/T 985-2005DL/T 985-2005配电变压器配电变压器能效技术经济评价导则能效技术经济评价导则（由（由TOCTOC转化）转化）42本标准是为了协助
24、配电变压器用户从经济角度更本标准是为了协助配电变压器用户从经济角度更加直观地了解、评判变压器的节能效益。加直观地了解、评判变压器的节能效益。该方法综合考虑了变压器价格、损耗、负荷特点、该方法综合考虑了变压器价格、损耗、负荷特点、电价等技术经济指标对变压器经济性的影响，有电价等技术经济指标对变压器经济性的影响，有助于变压器用户全面、正确地认识高效节能变压助于变压器用户全面、正确地认识高效节能变压器的经济性，选择到最经济、合理的配电变压器，器的经济性，选择到最经济、合理的配电变压器，并推动高效节能变压器的使用。并推动高效节能变压器的使用。43计算公式计算公式 ： 配电变压器的综合能效费用（配电变压
25、器的综合能效费用（TOCEFC）包括配电变压器的）包括配电变压器的初始费用（初始费用（CI）、空载损耗的等效初始费用（）、空载损耗的等效初始费用（P0EFC）和）和负载损耗的等效初始费用（负载损耗的等效初始费用（PkEFC），其计算表达式为：），其计算表达式为： TOCEFC=CI+P0EFC+PkEFC或：或： TOCEFC=CI+(AP0+BPk)/1000 00-8-2444三、国内推广节能变压器的措施 1.措施节能降耗的直接做法就是节能降耗的直接做法就是制定制定相关产品能效标相关产品能效标准，通过损耗的降低，使得电力需求相应降低，准，通过损耗的降低，使得电力需求相应降低，从而使发电对环
26、境造成的影响得以避免。从而使发电对环境造成的影响得以避免。节能认证与政府采购电力需求侧管理财政补贴计划监查与考核452.其它融资方面的推动项目能源服务EMC：京都议定书中清洁能源发展机制CDM对企业的影响： - 挑战与机遇46第第 二二 部部 分分DL/T985-2005的辅助软件介绍的辅助软件介绍47电力行业电力变压器标准化技术委员会和国际铜业协电力行业电力变压器标准化技术委员会和国际铜业协会（中国）电能效益促进项目为贯彻国家能效政策以会（中国）电能效益促进项目为贯彻国家能效政策以及用户需求，推动并促进在变压器领域的节能工作，及用户需求，推动并促进在变压器领域的节能工作，共同筹备和发起本导则
27、辅助配套软件的编写。共同筹备和发起本导则辅助配套软件的编写。本工作于本工作于20062006年底启动，年底启动，20072007年年5 5月底软件编写工作月底软件编写工作基本完成。基本完成。( (本软件免费提供给用户使用本软件免费提供给用户使用) ) 1、本辅助配套软件工作启动的相关进程、本辅助配套软件工作启动的相关进程48主办单位：电力行业电力变压器标准化技术委员会主办单位：电力行业电力变压器标准化技术委员会 国际铜业协会（中国）国际铜业协会（中国）程序编写及技术支持单位：顺特电气有限公司程序编写及技术支持单位：顺特电气有限公司在本软件的编写工作中，另外特别感谢：在本软件的编写工作中，另外特
28、别感谢：中电联标准化中心的协调与帮助；中电联标准化中心的协调与帮助；国电动力经济研究中心的技术支持；国电动力经济研究中心的技术支持； 2、参与配套辅助软件开发工作的单位、参与配套辅助软件开发工作的单位电力行业电力变压器电力行业电力变压器标准化技术委员会标准化技术委员会491）、作为标准）、作为标准配电变压器能效技术经济选型评价配电变压器能效技术经济选型评价导则导则（DL/T 985-2005）实施的配套程序，推进）实施的配套程序，推进国家节能政策的实施；国家节能政策的实施；2）、方便用户进行能效技术经济评价计算，对变压）、方便用户进行能效技术经济评价计算，对变压器经济节能性评估选型，从用户的角度出发，实现器经济节能性评估选型，从用户的角度出发，实现用户效益最大化；用户效益最大化；3）、便于制造企业对变压器技术经济环保性能进行）、便于制造企业对变压器技术经济环保性能进行自我评价。自我评价。3、本计算软件的作用、本计算软件的作用50主界面主界面51 谢谢 谢！谢！ 国际铜业协会北京代表处国际铜业协会北京代表处 北京南礼士路66号建威大厦501 室 邮政编码：100045100045 电话：0100106804245068042450 传真：0100106802099068020990 52 刚才的发言，如刚才的发言，如有不当之处请多指有不当之处请多指正。谢谢大家！正。谢谢大家！53
